基于機(jī)械自動(dòng)化中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

徐軍平

（常州劉國(guó)鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 常州213025）

在當(dāng)前的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)發(fā)中，數(shù)控技術(shù)的通常表現(xiàn)形式為各類數(shù)控機(jī)床，這種應(yīng)用方法是機(jī)械加工技術(shù)的重大突破，但是在實(shí)施過(guò)程中需要投入大量的工作人員，無(wú)法滿足當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)要求。文章從當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用不足的角度出發(fā)，分析數(shù)控技術(shù)在今后的應(yīng)用方式。

1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用意義

1.1 數(shù)控技術(shù)的作用范圍

數(shù)控技術(shù)分為廣義概念與狹義概念兩個(gè)部分。狹義概念為，當(dāng)前各類數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用的控制技術(shù)，廣義概念的范圍廣泛，包括自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等一切基于數(shù)字信號(hào)運(yùn)作的系統(tǒng)。在具體的研究與分析中，數(shù)控技術(shù)可以應(yīng)用的方法為：

首先可以完成對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的控制工作，當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)成熟度較高，在數(shù)控車床等機(jī)床中的作用效果較好，而在當(dāng)前和今后的技術(shù)發(fā)展中，一個(gè)發(fā)展方向?yàn)閷⒂?jì)算機(jī)中的CAD圖紙等內(nèi)容直接與數(shù)控機(jī)床連接，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等工作，自動(dòng)完成程序編寫(xiě)，在此基礎(chǔ)上完成零件加工等工作。

其次為整個(gè)系統(tǒng)的控制工作，通過(guò)建成的PLC工業(yè)控制系統(tǒng)，完成對(duì)所有設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)測(cè)與分析，在此基礎(chǔ)上按照各類設(shè)備的最佳運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)，保證系統(tǒng)的安全有序運(yùn)行。

最后為報(bào)警系統(tǒng)，雖然該設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中占用的控制系統(tǒng)資源較少，但是該系統(tǒng)能夠從根本上決定整個(gè)系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定運(yùn)行，需要借助數(shù)控技術(shù)完成對(duì)報(bào)警系統(tǒng)的建設(shè)。

1.2 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用意義

在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中，存在多個(gè)方面的意義，首先可降低生產(chǎn)過(guò)程中投入的人力成本，在舊有的產(chǎn)品加工和生產(chǎn)工作中，工作人員為企業(yè)中的最重要組成因素，當(dāng)這類人員的工作素質(zhì)存在問(wèn)題時(shí)，則相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量也無(wú)法保證。在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中，各類生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)由自動(dòng)控制系統(tǒng)管理，對(duì)工作人員的需求量大幅下降，尤其是對(duì)建成整體性數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，各類設(shè)備可在系統(tǒng)的管理下自主運(yùn)行，節(jié)約了人力成本。

其次為提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中，系統(tǒng)通過(guò)程序?qū)Ω黝愒O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確控制，尤其是對(duì)于各類產(chǎn)品的加工機(jī)床，極大提高了對(duì)各類零件的加工精度。

最后為提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用中，大量工作可由控制系統(tǒng)自主完成，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)工序的簡(jiǎn)化操作，這種方式在提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，可有效提高生產(chǎn)效率。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用方法

在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中，當(dāng)前在各類機(jī)床中已經(jīng)取得了很好的應(yīng)用效果，但是在整體應(yīng)用方面存在不足，所以在本文的研究中，主要分析對(duì)象為整體性的自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建方法，數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程如下：

2.1 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)構(gòu)建

在整體性的數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)應(yīng)用中，基本應(yīng)用反饋控制模型完成對(duì)控制效果的調(diào)整工作，在這一控制模型的應(yīng)用中，最基礎(chǔ)的工作中完成對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取。

構(gòu)建數(shù)據(jù)獲取設(shè)備可從兩個(gè)角度出發(fā)。其一為數(shù)控機(jī)床中的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)行目的：一方面按照編寫(xiě)的程序控制機(jī)床中各類設(shè)備和構(gòu)件的運(yùn)行狀態(tài)；另一方面從整體運(yùn)行的角度分析，確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行精度。前者的設(shè)計(jì)難度較低，通過(guò)分析后者的實(shí)現(xiàn)方式，提出的控制系統(tǒng)方法為，在各類鉆孔設(shè)備中裝設(shè)激光設(shè)備，在系統(tǒng)運(yùn)行中在相關(guān)位置中設(shè)置激光信號(hào)的反饋接收器，接收器將信號(hào)提交到控制系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)識(shí)別與轉(zhuǎn)換工作，確定激光點(diǎn)和構(gòu)件之間的設(shè)計(jì)誤差，在此基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)調(diào)整工作。

其二為整體性的控制系統(tǒng)，在當(dāng)前的工業(yè)控制系統(tǒng)中，已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等方法，完成對(duì)各類設(shè)備的控制和研究工作。從這一角度出發(fā)，在電力系統(tǒng)、加工設(shè)備等系統(tǒng)中配置傳感器，檢測(cè)內(nèi)容包括設(shè)備的電力參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)等，控制中樞根據(jù)含有的程序，完成各類數(shù)據(jù)的比較工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備或電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)值不符時(shí)，則通過(guò)對(duì)相關(guān)被控對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.2 控制中樞構(gòu)建

控制系統(tǒng)的建設(shè)思想為建成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的運(yùn)行思想為通過(guò)整個(gè)工業(yè)體系中各類傳感器的應(yīng)用，獲取各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，有控制中樞完成對(duì)這類數(shù)據(jù)的研究和分析，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化各類硬件的運(yùn)行狀態(tài)、控制中樞的設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：

2.3 硬件選擇過(guò)程

在控制中樞的設(shè)計(jì)中，需要保證選用的硬件設(shè)備能夠同時(shí)完成對(duì)各類數(shù)據(jù)的研究和分析工作，基于此，文章應(yīng)用的硬件設(shè)備為計(jì)算機(jī)，但是對(duì)于該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通常無(wú)法直接應(yīng)用傳感器獲取電信號(hào)，在具體的硬件體系中，還需要建成相應(yīng)的信號(hào)處理系統(tǒng)，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)備能夠識(shí)別的信號(hào)強(qiáng)度，并且在控制中樞的硬件設(shè)備選用中，要完成對(duì)計(jì)算中的端口處理工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的有效輸出，從而讓整個(gè)系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 軟件建設(shè)過(guò)程

軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，最重要的工作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析工作，該項(xiàng)工作需要通過(guò)建成的各類軟件系統(tǒng)完成，在具體的工作中，要從這一角度出發(fā)，完成對(duì)各類數(shù)據(jù)分析軟件的編程工作，以提高控制精度與控制質(zhì)量。

在文章的研究中，應(yīng)用的方法有兩種，一種為建成不同的輸入端口，比如建成電力數(shù)據(jù)端口、機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入端口等，通過(guò)對(duì)這種方法的應(yīng)用，控制中樞可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)的精確識(shí)別，從而讓各個(gè)系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行。

另一種為在軟件層面完成對(duì)各類數(shù)據(jù)的識(shí)別與分析工作，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用中，會(huì)對(duì)相應(yīng)的傳感器編號(hào)，在這類傳感器獲取了相關(guān)數(shù)據(jù)后，控制中樞通過(guò)對(duì)傳感器編號(hào)的識(shí)別和分析，分析傳感器的工作區(qū)域，在此基礎(chǔ)上完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的研究和分析工作。

在完成數(shù)據(jù)分類整合工作后，由控制中樞中的相關(guān)軟件完成數(shù)據(jù)的比較和分析工作。

2.5 被控對(duì)象構(gòu)建

在機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，需要使用被控對(duì)象完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制和分析工作，尤其是對(duì)于各類電力參數(shù)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了大量的專用設(shè)備，以提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

在被控對(duì)象的應(yīng)用中，對(duì)于系統(tǒng)的故障設(shè)備調(diào)整工作，常用的設(shè)備包括斷路器和繼電器，在繼電器的應(yīng)用中，觸電部分的控制電路需要與控制中樞的輸出電路連接，當(dāng)確定數(shù)值超出安全限度值時(shí)，發(fā)出控制制定，斷開(kāi)相關(guān)區(qū)域的設(shè)備供電。

對(duì)于各類設(shè)備的功率調(diào)整工作，可以通過(guò)在相關(guān)線路中設(shè)置變壓器的形式，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整工作。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的過(guò)程中，當(dāng)前存在應(yīng)用范圍狹窄、系統(tǒng)建設(shè)不全等問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)控技術(shù)未能發(fā)揮應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)和作用。在當(dāng)前和今后的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)用方法為建設(shè)傳感器網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計(jì)和建設(shè)控制中樞以及選用合適的被控對(duì)象，通過(guò)對(duì)這些方法的應(yīng)用，提高數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。